Растворимость

Растворимость, физич. величина, характеризующая способность веществ к переходу в растворенное состояние в том или ином растворителе (смотрите Растворы). Понятием Р. обычно пользуются в применении к истинным и насыщенным растворам, главным образом в жидкостях.

Р. газов. Под растворимостью газов разумеют весовое количество газа, растворяющееся в 100 вес. ч. растворителя, или коэф. абсорбции аБунзена, или коэф. а Оствальда. Коэф. а Бунзена равен объёму газа при 1 atm, приведенному к 0°, растворяющемуся в единице объёма жидкости. Коэф. а Оствальда определяется выражением:

α= ψ= kRT,

где v—объём газа, V—объём жидкости, 7с— коэфициент в законе Генри; а не зависит от давления. Между обоими коэфициентами имеется зависимость:

^α= Г+оТоозбб1 ’

где t—температура по ртутному термометру. Независимость а от ί имеет место у газов, следующих закону Генри. Химическая природа газа и растворителя определяет величину Р., но количественному учету не поддается; поэтому закономерности в Р. газов в различных растворителях не найдены; результаты опытов приходится заносить в таблицы (смотрите Спр. ТЭ, т. V, стр. 412—446). По величине Р. газы м. б. разбиты на группы, например по Р. в воде: 1) ыалорастворимые газы (а <0,05) И₂, Ν₂, 0₂, инертные газы (Аг, Не и другие), СО, Ν₂0, СН₄, С₂Н_в и др.;

2) среднерастворимые (а=ЗЧ-4) Cl₂, С0₂, H₂S, С₂Н₂ и другие; 3) газы с повышенной Р., например S0₂ (α= 42,25) и 4) газы с высокой Р.: ЫС1 (α=474), NH₃ (α= 762) и др. Наименьшей растворяющей способностью обладает глицерин, затем вода, наибольшей (для очень многих газов)—сложные эфиры. Примеры влияния природы растворителя: для N₂в глицерине α= 0,010, в этилацетате—0,173; для С0₂ в глицерине—0,030, в метилацета-те—6,494. Р. газов обычно понижается в случае прибавления посторонних веществ к раствору и в случае повышения 7°; для последнего может быть дана эмпирическая зависимость: α= _ГП^К ·, где п и К — постоянные. Повышение Р. газов с повышением t наблюдается очень редко и лишь в узких интер-валах 7°, наир, для Н₂, N₂ и С0₂ в некоторых органических растворителях (бензол, хлороформ)—между 20 и 25°.

Р. жидкостей. О растворимости жидкостей в жидкостях говорят в том случае, когда две жидкости .не смешиваются во всех отношениях. В случае частично смешивающихся жидкостей обе они всегда взаимно рас творимы до нек-ροΐΌ предела, в силу чего мы получаем сопряженные растворы: А в В и В в А. Способы выражения Р. жидкостей в жидкостях те же, что и в случае Р. твердых веществ (смотрите ниже). Характерным для жидкостей является в общем случае наличие двух (верхней и нижней) критических температур растворения (смотрите Растворы). Величины Р. в сопряженных растворах, характер и величины критических (° зависят от химической природы компонентов, но учету не поддаются, а потому и здесь опытные данные сводятся в таблицы. Прибавление третьего вещества к двум частично смешивающимся жидкостям часто вызывает тот же аффект, что и повышение t°, то есть сближение составов сопряжен-ных растворов и приход их в критическую точку (состояние полного смешения),—обстоятельство, имеющее большое значение для химической техники (смотрите Спр. ТЭ, t.VI).

Р. твердых веществ.И здесь химическая природа растворяемого вещества и растворителя играет решающую роль, однако также не поддающуюся учету, чем вызвана необходимость табулирования обширных опытных данных. Значения растворимости, то есть концентрации насыщенных растворов, выражаются различными способами: чаще всего а) числом граммов растворенного вещества (при расчете на безводное его состояние) в 100 г раствора или б) числом граммов вещества, приходящимся на 100 г растворителя, и реже в) числом граммов вещества в 1 л раствора; иногда Р. выражают г) в молях растворенного вещества та 1 л растворителя или д) в молях вещества на 1 000 молей раствора (или растворителя). Существенно важным является указание на характер донной фазы, относительно которой определена Р.; для одних и тех лее веществ (растворителя и растворяемого вещества) при одних и тех же условиях f и давления м. б. получены различные значения Р. в зависимости потому, чтб лежит на дне сосуда (в качестве донной фазы): тот или иной кристаллогидрат, та или иная полиморфная разность. Поэтому числовые значения Р. без указания характера донной фазы зачастую не имеют реальной ценности. О влиянии гна Р. твердых веществ, влиянии природы растворителя и причинах повышенных значений Р. см. Растворы, Электролиты.

Скорость растворения веществ м. б. весьма различной; она становится очень малой при приближении к моменту насыщения; поэтому при экспериментальном определении Р. для получения правильных значений необходимо убедиться в достижении истинного равновесия путем приближения к нему с двух сторон: со стороны низших и высших температур. Величины Р. отдельных солей имеют предельное значение; для техники большее значение имеет совместная растворимость двух и более веществ и учет явлений, ведущих к образованию двойных солей; только такие данные могут служить для расчетов выпаривания и кристаллизации солей (смотрите Спр. ТЭ, т. VII).

Экспериментальное определение Р. приаадлежит к простейшим физико-химич. операциям и состоит по существу в приведении в тесный контакт растворителя и растворяемого вещества при частом или постоянном их перемешивании и при условии постоянства t° и даплепия во время опыта. Время от времени отбираются пробы для анализа; опыт считается законченным, если дальнейшее выдерживание смеси не изменяет концентрации раствора. Рекомендуется также, особенно в случаях малой скорости растворения, подходить к определению Р. при заданной t° с двух сторон—со стороны высших и со стороны низших i° для того, чтобы обеспечить достижение равновесия. Газы и жидкости обычно растворяются в жидкостях очень быстро, твердые же вещества с самыми разнообразными скоростями; в редких случаях требуются педели для достижения равновесия.

Лит.: Финдлей А., Правило фаз,пер.с англ., М., 1931; Seidell А. Т., Soluoilities ol inorganic а. Organic Comp, unds, 2 ed., v. 1—·2,Ν.Υ., 1919—28;Со-mey A. M. a. Hahn D. A., A Dictionary ol Chemical Solubilities Inorganic, New York, 1921; Rothmund V., Lfislichkeit und L6slichkeitsbeeinrliissung, Lpz., 1907; Hildebrand J. H., Solubility, N. Y.; Arndt K., Handbuch der physikalisch - chemischen Technik, 2 Aull., Stg., 1923; V a n’t Η о f 1 I. II., Vor-lesungen iiher Bildung u. Spaltung von Doppeisalzen, Leipzig, 1897., А. Ваковский.